Boston Puerto Ricaanse gezondheidsstudie

Project 4-protocol:

I. Doelstellingen en hypothesen

H1: Dat actieve HEPA-filtratie in huis de niveaus van ultrafijne deeltjes (UFP) met >70% zal verminderen in vergelijking met schijnfiltratie. Verder zal die HEPA-filtratie alle grootteklassen van ultrafijne deeltjes even goed verminderen.

H2: Dat markers van cardiovasculaire gezondheid, waaronder C-reactief proteïne, fibrinogeen, IL-6 en tumornecrosefactor-alfa-receptor, lager zullen zijn na leven met actieve HEPA-filtratie in vergelijking met schijnfiltratie.

H3: HEPA-filtratie in huis zal door beleidsmakers worden gezien als een effectieve beleidsoptie om de blootstelling aan UFP in woningen in de buurt van snelwegen te verminderen.

De studie was een dubbelblinde, gerandomiseerde cross-over studie waarin elke deelnemer als zijn eigen controle diende, waardoor de rol van tijd-invariabele confounders aanzienlijk werd verminderd. Er werden maximaal twee huizen tegelijkertijd ingeschreven en gerandomiseerd, waarbij de ene werd toegewezen om eerst HEPA-filtratie te ontvangen en de andere schijnfiltratie. Na drie weken werden de huizen overgeschakeld van HEPA-filtratie naar schijnfiltratie of vice versa. Er was geen uitwasperiode tussen schijn- en HEPA-filtratie. Terwijl het veldpersoneel op de hoogte was van het type filter dat werd gebruikt, waren de deelnemers en het laboratorium dat bloedmonsters analyseerde dat niet. De aanpak en methodes waren grotendeels vergelijkbaar met een andere HEPA-interventie die we uitvoerden in volkshuisvesting in de stad Somerville, die aan het begin van dit onderzoek nog gaande was.

Deelnemers werden gerekruteerd uit het BPRHS-cohort. De ouderstudie was in het proces van follow-up na ongeveer vijf jaar sinds de basislijn met bijna 1000 resterende deelnemers. Het cohortpersoneel raadde niet-rokende deelnemers aan waarvan zij dachten dat ze ontvankelijk zouden zijn voor onze interventie. Van de 25 ingeschreven deelnemers voltooiden 23 (92%) het onderzoek en werden opgenomen in de analyse. Eén huis werd verwijderd vanwege het falen van de flowsensor, die binnen- versus buitenlucht identificeerde, terwijl de andere werd verwijderd omdat de deelnemer ervoor koos om het onderzoek voortijdig te beëindigen. Alle deelnemers woonden in de steden Boston of Chelsea. Gegevens over demografie en gezondheid werden verkregen uit enquêtes die werden verzameld tijdens de longitudinale follow-up van het cohort. Voor de deelnemers die de interventie ontvingen, verzamelden de onderzoekers aanvullende enquêtes met informatie over recente blootstellingen, recente ziekten en de tijd-activiteitspatronen van deelnemers (thuis, werk/school, reizen op snelwegen, andere).

Deelnemers ondertekenden toestemmingsformulieren voor het ouderonderzoek en een afzonderlijke toestemming voor de luchtfiltratie-interventie. De onderzoeken werden goedgekeurd door de IRB's van Tufts Medical Center, Northeastern University en de University of Massachusetts Lowell.

De HEPAirX-luchtfiltratie-eenheden voor interventie op het raam (Air Innovations, Inc., North Syracuse, NY, VS) uitgerust met MERV 17-filters (beoordeeld om ≥99,97% van de deeltjes met een diameter van ≥0,3 μm te verwijderen) werden gebruikt. Deze units kunnen werken met ~10 uitwisselingen/uur in een ruimte van 28,3 m3 (103 ft3) en hebben door de gebruiker bediende luchtverwarmings- en koelelementen. De units werden bij voorkeur geïnstalleerd in woonkamers van appartementen (N=16), waar deelnemers een groot deel van hun dag doorbrachten. Acht units werden in slaapkamers geïnstalleerd vanwege ruimtebeperkingen of omdat de HEPAirX-unit niet geschikt was voor de ramen in de woonkamer. Om de verwijdering van deeltjes te maximaliseren, werkten de HEPA-units op de hoogst mogelijke ventilatorsnelheid en werden de ventilatieopeningen geblokkeerd zodat er geen buitenluchtstroom door de unit naar het appartement kon stromen. Ook werd de deelnemers gevraagd om tijdens de onderzoeksperiode de ramen zoveel mogelijk gesloten te houden om infiltratie van buitenaf te minimaliseren. In elk appartement werden de filters na 21 dagen vervangen (HEPA voor schijnvertoning of vice versa). In elk appartement werd een nieuw HEPA-filter (MERV 17) gebruikt. Het schijnfilter was een lege, geperforeerde metalen doos die dezelfde grootte en vorm had en er hetzelfde uitzag als het metalen frame rond de HEPA-filters. De HEPAirX klonk hetzelfde, ongeacht schijn- of HEPA-filtratie. Op het deksel van de HEPA-eenheid werd een bord in het Engels en Spaans geplaatst met het verzoek om niet met het filter te knoeien of het bloot te stellen.

Monitoring van luchtverontreiniging De deeltjesaantalconcentraties (PNC) werden continu gemeten tijdens de zes weken durende proef in elk appartement met behulp van op water gebaseerde condensatiedeeltjestellers (CPC; TSI Model 3783, d50 7 nm, maximaal detecteerbaar deeltje >3 µm). De CPC's werden geïnstalleerd in dezelfde ruimte als de HEPAirX-eenheid en registreerden een gemiddelde PNC van 30 seconden (gemiddelde PNC van één minuut in de eerste vijf huizen). Zowel buiten- als binnen-PNC werden gemeten; een magneetventiel wisselde elke 15 minuten tussen twee geleidende siliconen inlaatbuizen van 1 m lang: de ene werd van binnenuit getrokken en de andere van buitenaf. Een in-line flowsensor registreerde verschillende spanningen, afhankelijk van of er een flow in de lijn werd gedetecteerd (2.49 V met stroming, ~1,00 V zonder stroming); deze werden gebruikt om bemonsteringsperioden binnen en buiten te identificeren. Voor de start van de interventie in elk appartement werden de CPC-debieten gemeten met behulp van een debietmeter (TSI Model 4140) (gedurende het onderzoek werden geen afwijkingen waargenomen). Het CPC-vacuüm werd ook gecontroleerd op lekken door een polyethersulfonmembraanfilter (beoordeeld op 99,96% verwijderingsrendement voor deeltjes van 0,45 µm) op de inlaat te plaatsen om ervoor te zorgen dat de gemeten CPC <100 deeltjes/cm3 was. Sites werden wekelijks bezocht voor regelmatig onderhoud (stroomcontroles, tijdsreset, enz.) en om gegevens te downloaden. Gegevens die door de CPC als onjuist waren gemarkeerd (meestal <1% van alle gegevens per woning) werden uit de dataset verwijderd. In overeenstemming met de specificaties van de fabrikant presteerden alle CPC's binnen 10% van elkaar in zij-aan-zij vergelijkingen in het laboratorium.

De Somerville-studie, die de onderzoekers combineerden met de huidige studie in een meta-analyse, volgde hetzelfde onderzoeksontwerp en dezelfde methoden met de volgende verschillen: 1) er was geen monitoring buitenshuis; 2) alle studiedeelnemers woonden binnen 200 m van een snelweg; en 3) de studiedeelnemers verschilden in hun demografie.

Binnenbronnen Binnenmetingen weerspiegelen zowel de fractie van de buiten-UFP die binnenshuis infiltreert als de door binnen gegenereerde UFP - bijvoorbeeld door koken, het branden van kaarsen en wierook en schoonmaken. Deze bronnen resulteren in grote maar variabele pieken in concentraties binnenshuis en verder hangt de snelheid waarmee deze pieken afnemen af ​​van verschillende factoren, zoals de sterkte en duur van de bron, het kamervolume en de ventilatiesnelheid. Het is dus een uitdaging om de bijdragen van buiten- en binnen-UFP-bronnen volledig te scheiden op basis van PNC-metingen binnenshuis. Om de effecten van pieken binnenshuis op associaties met biomarkers te testen, genereerden de onderzoekers echter een PNC-tijdreeks voor elk huis en berekenden ze de bewegende mediaan van zes uur voor PNC-metingen binnenshuis. De onderzoekers berekenden vervolgens de standaarddeviatie voor de periode van drie weken die overeenkomt met HEPA- of schijnfiltratie; binnenmetingen die twee standaarddeviaties boven deze voortschrijdende mediaan van zes uur lagen, werden geclassificeerd als pieken en vervangen door de laatste binnenmeting die niet als een piekwaarde werd beschouwd. Hoewel de methode van de onderzoekers de bijdrage van bronnen binnenshuis niet volledig verwijderde, verzwakte het de bijdragen van pieken die de drieweekse gemiddelde waarden binnenshuis die als blootstellingsconcentraties werden gebruikt, scheeftrekken.

Biomarkers Bij de start, bij de wisseling van filtertypes (eind week 3) en op het einde van de ingreep (eind week 6) werd veneus bloed afgenomen. Monsters werden vervoerd naar het Human Nutrition Research Center on Aging (Tufts University, Boston campus), waar ze werden verwerkt tot plasma en binnen 1-3 uur na verzameling werden opgeslagen bij min 80 ºC. Deelnemers kregen de instructie om 's nachts te vasten voorafgaand aan de bloedafname (79% bevestigde vasten), die plaatsvond tussen 8 en 10 uur. Monsters werden in batches getest met behulp van immunoassaykits voor TNF-RII (Quantitative, R&D Systems, Minneapolis, MN, VS) en IL-6 (Quantitative HS, R&D Systems). CRP met hoge gevoeligheid (hsCRP) werd gemeten met een solid-phase, two-site chemiluminescent immunometrische assay (IMMULITE 2000, Siemens Healthcare Diagnostics, Los Angeles, CA 90045). Deze biomarkers zijn een maat voor de niveaus van systemische ontsteking.